12インチサファイアウエハーCプレーンSSP/DSP
詳細図
サファイアの紹介
サファイアウエハは、高純度の合成酸化アルミニウム(Al₂O₃)から作られた単結晶基板材料です。大型サファイア結晶は、キロプロス法(KY法)や熱交換法(HEM法)といった高度な方法で育成され、その後、切断、配向、研削、精密研磨といった工程を経て加工されます。サファイアウエハは、その卓越した物理的、光学的、化学的特性により、半導体、オプトエレクトロニクス、ハイエンドの民生用電子機器の分野で不可欠な役割を果たしています。
主流のサファイア合成方法
| 方法 | 原理 | 利点 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| ベルヌーイ法(炎の融合) | 高純度Al₂O₃粉末を酸水素炎で溶かし、液滴をシード上に層状に固化させる。 | 低コスト、高効率、比較的シンプルなプロセス | 宝石質サファイア、初期の光学材料 |
| チョクラルスキー法(CZ) | Al₂O₃をるつぼで溶かし、種結晶をゆっくりと引き上げて結晶を成長させる。 | 比較的大きな結晶を良好な状態で生産する | レーザー結晶、光学窓 |
| キロプロス法(KY) | 制御されたゆっくりとした冷却により、るつぼ内で結晶が徐々に成長します。 | 大型で低応力の結晶(数十キログラム以上)を成長させることができる | LED基板、スマートフォン画面、光学部品 |
| HEM法(熱交換) | 冷却はるつぼの上部から始まり、結晶は種から下に向かって成長する。 | 均一な品質の非常に大きな結晶(最大数百キログラム)を生産します | 大型光学窓、航空宇宙、軍事用光学機器 |
結晶配向
| 方向 / 平面 | ミラー指数 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| C面 | (0001) | c軸に垂直な極性面、原子が均一に配列 | LED、レーザーダイオード、GaNエピタキシャル基板(最も広く使用されている) |
| A面 | (11-20) | c軸に平行な非極性表面は分極効果を回避します | 非極性GaNエピタキシー、光電子デバイス |
| M面 | (10-10) | c軸に平行、非極性、高対称性 | 高性能GaNエピタキシー、光電子デバイス |
| R平面 | (1-102) | c軸に傾斜しており、優れた光学特性 | 光学窓、赤外線検出器、レーザー部品 |
サファイアウエハ仕様(カスタマイズ可能)
| アイテム | 1インチC面(0001)430μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 25.4 mm +/- 0.1 mm | |
| 厚さ | 430 μm +/- 25 μm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 5μm未満 | |
| 弓 | 5μm未満 | |
| ワープ | 5μm未満 | |
| 清掃・梱包 | クラス100クリーンルーム洗浄および真空包装、 | |
| 1カセット包装または単品包装で25個入り。 | ||
| アイテム | 2インチC面(0001)430μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 50.8 mm +/- 0.1 mm | |
| 厚さ | 430 μm +/- 25 μm | |
| プライマリフラットオリエンテーション | A面(11-20) +/- 0.2° | |
| プライマリフラット長さ | 16.0 mm +/- 1.0 mm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 10μm未満 | |
| 弓 | 10μm未満 | |
| ワープ | 10μm未満 | |
| 清掃・梱包 | クラス100クリーンルーム洗浄および真空包装、 | |
| 1カセット包装または単品包装で25個入り。 | ||
| アイテム | 3インチC面(0001)500μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 76.2 mm +/- 0.1 mm | |
| 厚さ | 500 μm +/- 25 μm | |
| プライマリフラットオリエンテーション | A面(11-20) +/- 0.2° | |
| プライマリフラット長さ | 22.0 mm +/- 1.0 mm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 15μm未満 | |
| 弓 | 15μm未満 | |
| ワープ | 15μm未満 | |
| 清掃・梱包 | クラス100クリーンルーム洗浄および真空包装、 | |
| 1カセット包装または単品包装で25個入り。 | ||
| アイテム | 4インチC面(0001) 650μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 100.0 mm +/- 0.1 mm | |
| 厚さ | 650 μm +/- 25 μm | |
| プライマリフラットオリエンテーション | A面(11-20) +/- 0.2° | |
| プライマリフラット長さ | 30.0 mm +/- 1.0 mm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 20μm未満 | |
| 弓 | 20μm未満 | |
| ワープ | 20μm未満 | |
| 清掃・梱包 | クラス100クリーンルーム洗浄および真空包装、 | |
| 1カセット包装または単品包装で25個入り。 | ||
| アイテム | 6インチC面(0001) 1300μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 150.0 mm +/- 0.2 mm | |
| 厚さ | 1300 μm +/- 25 μm | |
| プライマリフラットオリエンテーション | A面(11-20) +/- 0.2° | |
| プライマリフラット長さ | 47.0 mm +/- 1.0 mm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 25μm未満 | |
| 弓 | 25μm未満 | |
| ワープ | 25μm未満 | |
| 清掃・梱包 | クラス100クリーンルーム洗浄および真空包装、 | |
| 1カセット包装または単品包装で25個入り。 | ||
| アイテム | 8インチC面(0001)1300μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 200.0 mm +/- 0.2 mm | |
| 厚さ | 1300 μm +/- 25 μm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 30μm未満 | |
| 弓 | 30μm未満 | |
| ワープ | 30μm未満 | |
| 清掃・梱包 | クラス100クリーンルーム洗浄および真空包装、 | |
| 単品包装。 | ||
| アイテム | 12インチC面(0001) 1300μmサファイアウエハ | |
| 結晶材料 | 99,999%、高純度、単結晶Al2O3 | |
| 学年 | プライム、エピレディ | |
| 表面の向き | C面(0001) | |
| C面のM軸に対するオフ角度0.2 +/- 0.1° | ||
| 直径 | 300.0 mm +/- 0.2 mm | |
| 厚さ | 3000 μm +/- 25 μm | |
| 片面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (SSP) | 裏面 | 細粒、Ra = 0.8 μm~1.2 μm |
| 両面研磨 | 前面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| (DSP) | 裏面 | エピ研磨、Ra < 0.2 nm(AFMによる) |
| TTV | 30μm未満 | |
| 弓 | 30μm未満 | |
| ワープ | 30μm未満 | |
サファイアウエハー製造プロセス
-
結晶成長
-
専用の結晶成長炉で、キロプロス (KY) 法を使用してサファイア ブール (100~400 kg) を成長させます。
-
-
インゴットの掘削と成形
-
ドリルバレルを使用して、ブールを直径 2 ~ 6 インチ、長さ 50 ~ 200 mm の円筒形のインゴットに加工します。
-
-
最初の焼きなまし
-
インゴットに欠陥がないか検査し、最初の高温焼鈍処理を実行して内部応力を軽減します。
-
-
結晶配向
-
方向測定器を使用して、サファイアインゴットの正確な方向(C 面、A 面、R 面など)を決定します。
-
-
マルチワイヤーソー切断
-
マルチワイヤー切断装置を使用して、インゴットを必要な厚さに応じて薄いウェーハにスライスします。
-
-
初期検査と2回目の焼きなまし
-
カットされたままのウェーハを検査します(厚さ、平坦度、表面欠陥)。
-
必要に応じて再度アニーリングを実施し、結晶の品質をさらに向上させます。
-
-
面取り、研削、CMP研磨
-
専用の装置を使用して面取り、表面研削、化学機械研磨 (CMP) を行い、鏡面レベルの表面を実現します。
-
-
クリーニング
-
クリーンルーム環境で超純水と化学薬品を使用してウェハを徹底的に洗浄し、粒子や汚染物質を除去します。
-
-
光学検査および物理検査
-
透過率検出を行い、光学データを記録します。
-
TTV (Total Thickness Variation)、Bow、Warp、方向精度、表面粗さなどのウェーハ パラメータを測定します。
-
-
コーティング(オプション)
-
顧客の仕様に従ってコーティング(ARコーティング、保護層など)を適用します。
-
最終検査と梱包
-
クリーンルームで100%の品質検査を実施します。
-
出荷前にクラス 100 のクリーンな条件下でウェハをカセット ボックスに梱包し、真空シールします。
サファイアウエハーの用途
サファイアウエハーは、その卓越した硬度、優れた光透過率、優れた熱性能、そして電気絶縁性により、様々な産業で幅広く利用されています。その用途は、従来のLEDやオプトエレクトロニクス産業だけでなく、半導体、コンシューマーエレクトロニクス、そして先進的な航空宇宙・防衛分野にも拡大しています。
1. 半導体とオプトエレクトロニクス
LED基板
サファイア ウェハーは、青色 LED、白色 LED、ミニ/マイクロ LED 技術で広く使用されている窒化ガリウム (GaN) エピタキシャル成長の主要基板です。
レーザーダイオード(LD)
GaN ベースのレーザー ダイオードの基板として、サファイア ウェハーは高出力、長寿命のレーザー デバイスの開発をサポートします。
光検出器
紫外線および赤外線光検出器では、サファイア ウェハーが透明窓および絶縁基板としてよく使用されます。
2. 半導体デバイス
RFIC(無線周波数集積回路)
サファイアウエハーは優れた電気絶縁性を備えているため、高周波・高出力マイクロ波デバイスに最適な基板です。
シリコン・オン・サファイア(SoS)技術
SoS技術を適用することで、寄生容量を大幅に低減し、回路性能を向上させることができます。これは、RF通信や航空宇宙電子機器の分野で広く利用されています。
3. 光学アプリケーション
赤外線光学窓
サファイアは、200 nm~5000 nmの波長範囲で高い透過率を持ち、赤外線検出器や赤外線誘導システムに広く使用されています。
高出力レーザーウィンドウ
サファイアは硬度と耐熱性に優れているため、高出力レーザー システムの保護窓やレンズに最適な素材です。
4. 家電製品
カメラレンズカバー
サファイアは硬度が高いため、スマートフォンやカメラのレンズに傷がつきにくいのが特徴です。
指紋センサー
サファイア ウェハーは、指紋認識の精度と信頼性を向上させる耐久性のある透明カバーとして機能します。
スマートウォッチとプレミアムディスプレイ
サファイアスクリーンは傷のつきにくさと高い光学的透明度を兼ね備えているため、高級電子製品で人気があります。
5. 航空宇宙および防衛
ミサイル赤外線ドーム
サファイアウィンドウは、高温、高速条件下でも透明性と安定性を維持します。
航空宇宙光学システム
極限環境向けに設計された高強度光学窓や観測機器に使用されます。
製品パッケージ
XINKEHUIについて
上海新科匯新材料有限公司は、中国最大の光学および半導体サプライヤー2002年に設立されたXKHは、学術研究者向けにウェハーをはじめとする半導体関連の科学材料とサービスを提供するために設立されました。半導体材料は当社の主要事業であり、専門性の高いチームを擁しています。設立以来、XKHは様々なウェハー/基板分野を中心に、先端電子材料の研究開発に深く関わっています。
パートナー
上海志明鑫は、卓越した半導体材料技術を基盤として、世界トップクラスの企業や著名な学術機関から信頼されるパートナーとなっています。革新と卓越性へのこだわりを貫き、ショットグラス、コーニング、ソウルセミコンダクターといった業界リーダーと緊密な協力関係を築いています。これらの連携は、製品の技術レベル向上のみならず、パワーエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、半導体デバイス分野における技術開発の促進にも貢献しています。
知名鑫は、有名企業との提携に加え、ハーバード大学、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン(UCL)、ヒューストン大学といった世界トップクラスの大学とも長期的な研究協力関係を築いています。これらの協力関係を通じて、知名鑫は学術研究プロジェクトへの技術支援だけでなく、新素材の開発や技術革新にも積極的に取り組み、常に半導体業界の最前線を走り続けています。
上海志明鑫は、世界的に有名なこれらの企業や学術機関との緊密な協力を通じて、技術革新と開発を推進し続け、世界市場の高まるニーズに応える世界クラスの製品とソリューションを提供しています。




